論文の概要: Damper-B-PINN: Damper Characteristics-Based Bayesian Physics-Informed Neural Network for Vehicle State Estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.20772v1
• Date: Fri, 28 Feb 2025 06:46:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-03 16:38:45.694653
• Title: Damper-B-PINN: Damper Characteristics-Based Bayesian Physics-Informed Neural Network for Vehicle State Estimation
• Title（参考訳）: ダンパーB-PINN:車両状態推定のためのダンパー特性に基づくベイズ物理学インフォームドニューラルネットワーク
• Authors: Tianyi Zeng, Tianyi Wang, Junfeng Jiao, Xinbo Chen,
• Abstract要約: 我々は、ダンパー特性に基づくベイズ物理学インフォームドニューラルネットワーク(ダンパー-B-PINN)を設計する。 我々はダンパーの機械的特性にインスパイアされたニューロンの前進過程を導入し、エポック間のニューロンの急激なジャンプを制限する。 物理情報は損失関数に組み込まれ、ニューラルネットワークの物理前駆体として機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9320640393913626
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: State estimation for Multi-Input Multi-Output (MIMO) systems with noise, such as vehicle chassis systems, presents a significant challenge due to the imperfect and complex relationship between inputs and outputs. To solve this problem, we design a Damper characteristics-based Bayesian Physics-Informed Neural Network (Damper-B-PINN). First, we introduce a neuron forward process inspired by the mechanical properties of dampers, which limits abrupt jumps in neuron values between epochs while maintaining search capability. Additionally, we apply an optimized Bayesian dropout layer to the MIMO system to enhance robustness against noise and prevent non-convergence issues. Physical information is incorporated into the loss function to serve as a physical prior for the neural network. The effectiveness of our Damper-B-PINN architecture is then validated across ten datasets and fourteen vehicle types, demonstrating superior accuracy, computational efficiency, and convergence in vehicle state estimation (i.e., dynamic wheel load) compared to other state-of-the-art benchmarks.
• Abstract（参考訳）: 車両シャシーシステムなどのノイズを伴うマルチ入力マルチアウトプット(MIMO)システムの状態推定は,入力と出力の間の不完全かつ複雑な関係が原因で,大きな課題となる。 この問題を解決するために,ダンパー特性に基づくベイズ物理学情報ニューラルネットワーク(Damper-B-PINN)を設計する。 まず, ダンパーの機械的特性にインスパイアされたニューロン前進プロセスを導入し, 探索能力を維持しながら, エピック間のニューロンの急激なジャンプを制限する。 さらに,MIMOシステムに最適化されたベイズ式ドロップアウト層を適用し,ノイズに対する堅牢性を高め,非収束性問題を防止する。 物理情報は損失関数に組み込まれ、ニューラルネットワークの物理前駆体として機能する。 次に、Damper-B-PINNアーキテクチャの有効性を10のデータセットと14の車両タイプで検証し、他の最先端ベンチマークと比較して、車両状態推定(動的ホイール負荷)の精度、計算効率、収束性を示す。

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